第五章 定时器计数器8253
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9．OUTi：i=0,1,2,第i个通道的计数结束标志信号输出引脚，输 出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用于触发其
它电路工作，或作为向 CPU发出的中断请求信号。
五、8253 的控制字格式：
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
CLK
WR
①
n=4
3 2 1 0
GATE
OUT
②
GATE OUT
3
3
2
1
0
③
WR GATE OUT
n=3
n=2
2
1
0
1
0
图6.5 8253的1方式时序波形
例2：使计数器T2 工作在1方式，进行8位二进制计数， 并设计 数 初值的低8位为BYTEL。 其初始化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，10010010B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，306H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
4. 8253初始化的工作有两个内容：
（1）一是向命令寄存器写入方式命令，以确定选 择器工作方式（6种方式之一），指定计数器计数 初值的长度和装入顺序以及计数值的码制（BCD或 二进制码）。
（2）二是向已选定的计数器按方式命令的要求写
入计数初值。
例 1：选择 2号计数器，工作在 3 方式，计数初值为 533H（ 2
4. 3方式----周期性方波输出，方波发生器
3方式工作方式与2方式基本相同，也具有自动 装入时间常数（计数初值）的功能，不同之处在于： （1）工作在3方式，引脚OUT输出的不是一个时 钟周期的负脉冲 ， 而是占空比为1：1或近似1：1 的方波；当计数初值为偶 数时，输出在前一半的 计数过程中为高电平，在后一半的计数 过程中为 低电平。 （2）由于3方式输出的波形是方波，并且具有自动 重装计数初值的功能，因此，8253一旦计数开始， 就会在输出端OUT输出连续不断的方波。
OUT
GATE
2
1
0
4
3
2
1
0
③ OUT 2 1 1 1 0 4 3 2 1
例3：使计数器T0 工作在2方式，进行16位二进制计数。 其初始 化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL MOV AL，BYTEL ；高8位计数值 OUT DX，AL
MOV AL，01000000B OUT DX，AL MOV DX，305H IN AL，DX MOV AH,AL IN AL,DX XCHG AH,AL
CMP AX，0FFFFH
JNE L HLT
；比较
；非全“1”，再读 ； 是全“ห้องสมุดไป่ตู้”，暂停
六、8253 的工作方式
8253/8254芯片的每个计数器通道都有6种工作方式可供选用。 1、方式0 “一次有效”,计数结束产生中断
8253 的内部的各计数器的结构
锁存后读出当前值
LSB
MSB
OL-16位当前计数值锁存器 CLK & CE-16位减一计数器 CR-16位计数初值寄存器 装入/读出初值 LSB MSB OUT （减1至0时）
GATE
四. 8253的引脚
1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，用以与系统的数据线连
接，传送控制、数据及状态信息。、、、
；计数初值
；选送低字节到2号计数器 ；取高字节送AL ；后送高字节到2号计数器
例 2：要求读出并检查 1号计数器的当前计数值是否是全“ 1”（假
定计数值16位/8位），其程序段为
L ：
MOV DX,307H
；命令口 ；1号计数器的锁存命令 ；写入命令寄存器 ；1号计数器数据口 ；读1号计数器的当前计数值
1、内部结构
8253 定时器/计数器的内部结构框图
CPU 8 数据总线缓冲器 计数器 0 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
A0 A1 RD WR
CS
读/写逻辑
计数器
1
控制字寄存器
计数器
2
内部总线
定时器/计数器的内部结构：
①数据总线缓冲器。它是一个三态、双向 8位寄存器，用于将8253与系统数据总线 D0～D7 相连。 ②读/写逻辑。 ③控制命令寄存器。它接受CPU送来的控 制字。 ④计数器。8253有3个独立的计数器（计 数通道），其内部结构完全相同，
1）、计数器写完计数值时，开始计数，相应的输出信 号OUT就开始变成低电平。当计数器减到零时，OUT立 即输出高电平。
2）、门控信号GATE位高电平时，计数器工作；为 低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。 将按新写入的计数值重新工作。
3）、在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器
CLK
1方式----低电平输出（GATE信号上升沿重新计数） 可重复触发的单稳态触发器 1方式为可编程的单稳态工作方式。(平时gate无效) 情况一： （1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作； （2）门控信号GATE有效，才开始工作，使输出OUT变成低电平； （3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。见图6.5中①。 情况二： 21组16 在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器 重新装入原计数初值并重新开始计数，见图见图6.5中②。 21组17 如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的 计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的 计数初值开始工作，见图6.5所示③。21组1 2.
个字节），采用二进制计数。其初始化程序段为
MOV DX，43H
；命令口 ；2号计数器的初始化命令字 ；写入命令寄存器 ；2号计数器数据口
MOV AL，10110110B OUT DX，AL MOV DX，42H
MOV AX，533H
OUT DX，A MOV AL，AH OUT DX，AL
256次，
即：0,255,254,253,252，……，3,2,1,0
256=28
2、定时器 每来一个计数脉冲，计数器的计数值就减1或
加1，计数脉冲是频率恒定的时钟脉冲
一次计数过程是指计数器从初值开始计数到0。
一段定时是指计数器从初值开始计数到0所经
历的时间段。
定时举例：
①计算机及电子系统中需要定时信号，如系统 的日历时钟，一天24小时的计时。动态存储器 的刷新，应用系统的定时中断、定时查询与检 测等称为日时钟。
当前计数值进行锁存。
3、在写入工作方式控制字之后，接着给计数器赋初值， 计数器方可开始工作。
锁存计数器当前计数值控制字
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
未用
00 计数器锁存命令 00 选择计数器0
01选择计数器1
计数器选择 10 选择计数器2
① WR OUT
WR ② GATE OUT
n=5 4 3 2 1 0
n=5
4 n=9 8 7 3 2 1 0
3 n=4 4
3
③ WR OUT
3
2
1
图6.4 8253的0方式时序波形
例1：使计数器T1工作在0方式，进行16位二进制计数，计 数初值的高低字节分别为 BYTEH 和 BYTEL 。其初始化程 序段如下： MOV MOV OUT MOV MOV OUT MOV OUT DX,307H AL，01110000B DX，AL DX，305H AL，BYTEL DX，AL AL，BYTEH DX，AL ；命令口 ；方式字 ；T1数据口 ；计数值低字节 ；计数值高字节
初值N小于等于15
对4位的计数器从初值N到0，一次最长的计数过程是
16次， 即：0,15,14,13,12,11，……，3,2,1,0 16=24
8位的减一计数器的计数过程：
初值N，N-1，N-2，……，0,
255,254,253，……，0,
255,254，…………
初值N小于等于255
对4位的计数器从初值N到0，一次最长的计数过程是
CS
0 0 0 0 0 0 0
RD
1 1 1 1 0 0 0
WR
0 0 0 0 1 1 1
A1
0 0 1 1 0 0 1
A0
0 1 0 1 0 1 0
传送方式
写入计数器0的初始值 写入计数器1的初始值 写入计数器2的初始值 写入控制寄存器控制字 读自计数器0的OL 读自计数器1的OL 读自计数器2的OL
2．#RD：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。 3．#WR：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。
4．#CS：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。
5．A1、A0：地址信号输入引脚，一般接CPU地址总线的A1、 A0位，用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。 00--通道0 01--通道1 10--通道2 11--控制端口
二、Intel 8253 定时器/计数器的基本性能
1、一片8253内部有3个16位的计数器（相互独立）
2、每个计数器的内部结构相同，可编程设置为6种 不同的工作方式之一 3、每个计数器再开始计数前必须赋初值 4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU 读出.
三、8253 定时器/计数器的内部结构、
第5章 Intel 8253定时器/计数器
一、定时计数器的基本概念
1、计数器
每来一个计数脉冲，计数器的计数值就减1或加1，
计数脉冲是事件脉冲，频率不固定 计数器的长度：4位，8位，16位等
4位的减一计数器的计数过程：
初值N，N-1，N-2，……，0,
15,14,13，……，0,
15,14，…………
6．VCC及GND：+5V电源及接地引脚 7．CLKi：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规定，加 在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ，即时钟周期 不能小于380ns。 8．GATEi：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控信号用
于启动计数的开始或停止计数过，作业与通道的工作方式有关。
①
②
CLK WR
OUT WR OUT
n=4
3
n=5
2
1
0
3
2
1
0
3
4
3
2
1
0
4
3
2
1
图6.7 8253的3方式时序波形
5. 4方式-----单次负脉冲输出（软件触发）
4方式工作方式是一种由软件启动的计数方式， 即由写入计数初值来触发计数器开始工作。门控信GATE 为高电PIN平时，允许计数器工作。 例4：使计数器T1工作方式4方式，进行8位二进制计数, 并 且只装入高8位计数值。其初始化程序段为： MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
CLK WR
n=6
5 4 3 2 1 0
①
OUT
② GATE
OUT
5
4
4
4
4
3
2
1
0
图6.8：8253的4方式时序波形
6. 5方式------单次负脉冲输出（硬件触发）
3. 方式2：频率发生器
2方式是一种具有自动装入时间常数（计数初 值N） 的 N分频器。 特点：一次设置计数初值，计数器可自动重复进行 减“1”计数操作，减“1”计数回“0”，可从输出端 输出一负脉冲信号。
时序波形如下
①
CLK WE n=3
GATE
OUT ②
2
1
0
2
1
0
2
1
0
WE
GATE
n=3
n=5
000 方式0
数制选择
工作方式 计数器 选择
…
读/写 指示
00 选择计数器0 01选择计数器1
00 计数器锁存命令 10 只读/写高八位 01 只读/写低八位 11 先读/写低八位 再读/写高八位
101 方式5
10 选择计数器2
关于的控制字说明：
1、8253有三个6位的工作方式控制字寄存器，他们共用一 个口地址，各个计数器的控制字需要分别设置，先后不计。 2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的
②在监测系统中，对被测点的定时取样。 ③在读键盘时，为去抖，一般延迟10ms再读。
计数器：
在时钟信号作用下，进行减“1”计数，计数次
数到（减“1”计数回零），从输出端输出一个脉
冲信号。计数举例：
①对零件和产品的计数； ②对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。
3、 8253 定时与计数器与CPU的关系 8253 定时与计数操作过程与CPU相互独立， 并行操作。 4、8253定时与计数结束时产生的脉冲信号可用 于对某一事件进行控制，也可作用为一外部终 端请求信号。
它电路工作，或作为向 CPU发出的中断请求信号。
五、8253 的控制字格式：
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
CLK
WR
①
n=4
3 2 1 0
GATE
OUT
②
GATE OUT
3
3
2
1
0
③
WR GATE OUT
n=3
n=2
2
1
0
1
0
图6.5 8253的1方式时序波形
例2：使计数器T2 工作在1方式，进行8位二进制计数， 并设计 数 初值的低8位为BYTEL。 其初始化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，10010010B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，306H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
4. 8253初始化的工作有两个内容：
（1）一是向命令寄存器写入方式命令，以确定选 择器工作方式（6种方式之一），指定计数器计数 初值的长度和装入顺序以及计数值的码制（BCD或 二进制码）。
（2）二是向已选定的计数器按方式命令的要求写
入计数初值。
例 1：选择 2号计数器，工作在 3 方式，计数初值为 533H（ 2
4. 3方式----周期性方波输出，方波发生器
3方式工作方式与2方式基本相同，也具有自动 装入时间常数（计数初值）的功能，不同之处在于： （1）工作在3方式，引脚OUT输出的不是一个时 钟周期的负脉冲 ， 而是占空比为1：1或近似1：1 的方波；当计数初值为偶 数时，输出在前一半的 计数过程中为高电平，在后一半的计数 过程中为 低电平。 （2）由于3方式输出的波形是方波，并且具有自动 重装计数初值的功能，因此，8253一旦计数开始， 就会在输出端OUT输出连续不断的方波。
OUT
GATE
2
1
0
4
3
2
1
0
③ OUT 2 1 1 1 0 4 3 2 1
例3：使计数器T0 工作在2方式，进行16位二进制计数。 其初始 化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL MOV AL，BYTEL ；高8位计数值 OUT DX，AL
MOV AL，01000000B OUT DX，AL MOV DX，305H IN AL，DX MOV AH,AL IN AL,DX XCHG AH,AL
CMP AX，0FFFFH
JNE L HLT
；比较
；非全“1”，再读 ； 是全“ห้องสมุดไป่ตู้”，暂停
六、8253 的工作方式
8253/8254芯片的每个计数器通道都有6种工作方式可供选用。 1、方式0 “一次有效”,计数结束产生中断
8253 的内部的各计数器的结构
锁存后读出当前值
LSB
MSB
OL-16位当前计数值锁存器 CLK & CE-16位减一计数器 CR-16位计数初值寄存器 装入/读出初值 LSB MSB OUT （减1至0时）
GATE
四. 8253的引脚
1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，用以与系统的数据线连
接，传送控制、数据及状态信息。、、、
；计数初值
；选送低字节到2号计数器 ；取高字节送AL ；后送高字节到2号计数器
例 2：要求读出并检查 1号计数器的当前计数值是否是全“ 1”（假
定计数值16位/8位），其程序段为
L ：
MOV DX,307H
；命令口 ；1号计数器的锁存命令 ；写入命令寄存器 ；1号计数器数据口 ；读1号计数器的当前计数值
1、内部结构
8253 定时器/计数器的内部结构框图
CPU 8 数据总线缓冲器 计数器 0 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
A0 A1 RD WR
CS
读/写逻辑
计数器
1
控制字寄存器
计数器
2
内部总线
定时器/计数器的内部结构：
①数据总线缓冲器。它是一个三态、双向 8位寄存器，用于将8253与系统数据总线 D0～D7 相连。 ②读/写逻辑。 ③控制命令寄存器。它接受CPU送来的控 制字。 ④计数器。8253有3个独立的计数器（计 数通道），其内部结构完全相同，
1）、计数器写完计数值时，开始计数，相应的输出信 号OUT就开始变成低电平。当计数器减到零时，OUT立 即输出高电平。
2）、门控信号GATE位高电平时，计数器工作；为 低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。 将按新写入的计数值重新工作。
3）、在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器
CLK
1方式----低电平输出（GATE信号上升沿重新计数） 可重复触发的单稳态触发器 1方式为可编程的单稳态工作方式。(平时gate无效) 情况一： （1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作； （2）门控信号GATE有效，才开始工作，使输出OUT变成低电平； （3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。见图6.5中①。 情况二： 21组16 在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器 重新装入原计数初值并重新开始计数，见图见图6.5中②。 21组17 如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的 计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的 计数初值开始工作，见图6.5所示③。21组1 2.
个字节），采用二进制计数。其初始化程序段为
MOV DX，43H
；命令口 ；2号计数器的初始化命令字 ；写入命令寄存器 ；2号计数器数据口
MOV AL，10110110B OUT DX，AL MOV DX，42H
MOV AX，533H
OUT DX，A MOV AL，AH OUT DX，AL
256次，
即：0,255,254,253,252，……，3,2,1,0
256=28
2、定时器 每来一个计数脉冲，计数器的计数值就减1或
加1，计数脉冲是频率恒定的时钟脉冲
一次计数过程是指计数器从初值开始计数到0。
一段定时是指计数器从初值开始计数到0所经
历的时间段。
定时举例：
①计算机及电子系统中需要定时信号，如系统 的日历时钟，一天24小时的计时。动态存储器 的刷新，应用系统的定时中断、定时查询与检 测等称为日时钟。
当前计数值进行锁存。
3、在写入工作方式控制字之后，接着给计数器赋初值， 计数器方可开始工作。
锁存计数器当前计数值控制字
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
未用
00 计数器锁存命令 00 选择计数器0
01选择计数器1
计数器选择 10 选择计数器2
① WR OUT
WR ② GATE OUT
n=5 4 3 2 1 0
n=5
4 n=9 8 7 3 2 1 0
3 n=4 4
3
③ WR OUT
3
2
1
图6.4 8253的0方式时序波形
例1：使计数器T1工作在0方式，进行16位二进制计数，计 数初值的高低字节分别为 BYTEH 和 BYTEL 。其初始化程 序段如下： MOV MOV OUT MOV MOV OUT MOV OUT DX,307H AL，01110000B DX，AL DX，305H AL，BYTEL DX，AL AL，BYTEH DX，AL ；命令口 ；方式字 ；T1数据口 ；计数值低字节 ；计数值高字节
初值N小于等于15
对4位的计数器从初值N到0，一次最长的计数过程是
16次， 即：0,15,14,13,12,11，……，3,2,1,0 16=24
8位的减一计数器的计数过程：
初值N，N-1，N-2，……，0,
255,254,253，……，0,
255,254，…………
初值N小于等于255
对4位的计数器从初值N到0，一次最长的计数过程是
CS
0 0 0 0 0 0 0
RD
1 1 1 1 0 0 0
WR
0 0 0 0 1 1 1
A1
0 0 1 1 0 0 1
A0
0 1 0 1 0 1 0
传送方式
写入计数器0的初始值 写入计数器1的初始值 写入计数器2的初始值 写入控制寄存器控制字 读自计数器0的OL 读自计数器1的OL 读自计数器2的OL
2．#RD：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。 3．#WR：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。
4．#CS：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。
5．A1、A0：地址信号输入引脚，一般接CPU地址总线的A1、 A0位，用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。 00--通道0 01--通道1 10--通道2 11--控制端口
二、Intel 8253 定时器/计数器的基本性能
1、一片8253内部有3个16位的计数器（相互独立）
2、每个计数器的内部结构相同，可编程设置为6种 不同的工作方式之一 3、每个计数器再开始计数前必须赋初值 4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU 读出.
三、8253 定时器/计数器的内部结构、
第5章 Intel 8253定时器/计数器
一、定时计数器的基本概念
1、计数器
每来一个计数脉冲，计数器的计数值就减1或加1，
计数脉冲是事件脉冲，频率不固定 计数器的长度：4位，8位，16位等
4位的减一计数器的计数过程：
初值N，N-1，N-2，……，0,
15,14,13，……，0,
15,14，…………
6．VCC及GND：+5V电源及接地引脚 7．CLKi：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规定，加 在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ，即时钟周期 不能小于380ns。 8．GATEi：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控信号用
于启动计数的开始或停止计数过，作业与通道的工作方式有关。
①
②
CLK WR
OUT WR OUT
n=4
3
n=5
2
1
0
3
2
1
0
3
4
3
2
1
0
4
3
2
1
图6.7 8253的3方式时序波形
5. 4方式-----单次负脉冲输出（软件触发）
4方式工作方式是一种由软件启动的计数方式， 即由写入计数初值来触发计数器开始工作。门控信GATE 为高电PIN平时，允许计数器工作。 例4：使计数器T1工作方式4方式，进行8位二进制计数, 并 且只装入高8位计数值。其初始化程序段为： MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
CLK WR
n=6
5 4 3 2 1 0
①
OUT
② GATE
OUT
5
4
4
4
4
3
2
1
0
图6.8：8253的4方式时序波形
6. 5方式------单次负脉冲输出（硬件触发）
3. 方式2：频率发生器
2方式是一种具有自动装入时间常数（计数初 值N） 的 N分频器。 特点：一次设置计数初值，计数器可自动重复进行 减“1”计数操作，减“1”计数回“0”，可从输出端 输出一负脉冲信号。
时序波形如下
①
CLK WE n=3
GATE
OUT ②
2
1
0
2
1
0
2
1
0
WE
GATE
n=3
n=5
000 方式0
数制选择
工作方式 计数器 选择
…
读/写 指示
00 选择计数器0 01选择计数器1
00 计数器锁存命令 10 只读/写高八位 01 只读/写低八位 11 先读/写低八位 再读/写高八位
101 方式5
10 选择计数器2
关于的控制字说明：
1、8253有三个6位的工作方式控制字寄存器，他们共用一 个口地址，各个计数器的控制字需要分别设置，先后不计。 2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的
②在监测系统中，对被测点的定时取样。 ③在读键盘时，为去抖，一般延迟10ms再读。
计数器：
在时钟信号作用下，进行减“1”计数，计数次
数到（减“1”计数回零），从输出端输出一个脉
冲信号。计数举例：
①对零件和产品的计数； ②对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。
3、 8253 定时与计数器与CPU的关系 8253 定时与计数操作过程与CPU相互独立， 并行操作。 4、8253定时与计数结束时产生的脉冲信号可用 于对某一事件进行控制，也可作用为一外部终 端请求信号。